Inhoudsopgave
Hst 7 grondslagen van de polymeerkunde .............................................................................................. 2
hst 8 polymeergroepen ............................................................................................................................ 6
Hst 9 fabricageprocessen ....................................................................................................................... 13
Biobased plastics .................................................................................................................................... 23
Kijk op kunststoffen (invloed ketenlengte thermoplasten) ................................................................... 27
Hoofdstuk 10 productie ......................................................................................................................... 29
1
,Materiaalkunde 2.
Hst 7 grondslagen van de polymeerkunde
Additiepolymerisatie
– Verhoogde druk en temperatuur
– Met katalysator of hulpstof
– Geen bijproducten
– PE, PP, PS, PMMA, POM, PTFE
Condensatiepolymerisatie
– Twee of meer reactieve groepen
Zuur
Alcohol of amine
– Er onstaat meestal water als bijproduct
– B.v. polyamide (nylon-thermoplast)
– B.v. bakeliet (thermoharder)
– Invloed van de procesparameters (o.a. druk, temperatuur)
- Vertakkingen
- Lengte van vertakkingen
- Molecuulgewicht (lengte)
– En daarmee: sterkte, stijfheid, viscositeit, enz.
Basistypen:
–
2
, Eigenschappen afhankelijk van:
– Bindingen
• In molecuul (covalente bindingen)
• Tussen moleculen (vanderwaalskrachten, dipoolmomenten,
waterstofbruggen, verknopingen
– vertakkingen of vernette structuur (3D)
Daarom thermoharders sterker dan thermoplasten
– Temperatuur
– Toevoegingen
• Weekmakers
• Vulmiddelen
Ketenstructuur
vertakte ketens crosslinks (3D)
lineair ketens
Ketenverstijving
Door Substituentgroepen,
bijvoorbeeld polystyreen: sterk, stijf, maar bros (denk aan wegwerpbestek)
(vervangen H-atoom)
‑ Verminderde beweeglijkheid keten
‑ Sterische verhindering (Het betekent altijd dat er door het volume van bepaalde delen van
een molecuul andere stukken van het molecuul zich niet vrij kunnen gedragen.)
3
, een kunststof moet een bepaalde mate van symmetrie in de structuur hebben om kristallijn te
kunnen zijn.
Amorf kristallijn
• De amorfe toestand van een kunststof is ongeordend en is vergelijkbaar met een vloeistof.
• Hierdoor heeft een amorfe kunststof geen smeltpunt maar een glaspunt!
Een kunststof wordt na Tg nooit in één keer vloeibaar maar de stijfheid zal eerst aanzienlijk afnemen
en daarna verder wegzakken. Dit is afhankelijk van de chemische structuur! (bijv. de gem. molmassa)
–Amorfe Thermoplasten gaan bij afkoeling van:
Vloeistof (Tm) → Rubber →Glas (Tg)
–Kristallijne kunststoffen (ABCF) gaan bij afkoeling van:
Vloeibaar →Kristallijn
–Tg < Tm
–Bij hogere ketenstijfheid → hogere Tg
4
Hst 7 grondslagen van de polymeerkunde .............................................................................................. 2
hst 8 polymeergroepen ............................................................................................................................ 6
Hst 9 fabricageprocessen ....................................................................................................................... 13
Biobased plastics .................................................................................................................................... 23
Kijk op kunststoffen (invloed ketenlengte thermoplasten) ................................................................... 27
Hoofdstuk 10 productie ......................................................................................................................... 29
1
,Materiaalkunde 2.
Hst 7 grondslagen van de polymeerkunde
Additiepolymerisatie
– Verhoogde druk en temperatuur
– Met katalysator of hulpstof
– Geen bijproducten
– PE, PP, PS, PMMA, POM, PTFE
Condensatiepolymerisatie
– Twee of meer reactieve groepen
Zuur
Alcohol of amine
– Er onstaat meestal water als bijproduct
– B.v. polyamide (nylon-thermoplast)
– B.v. bakeliet (thermoharder)
– Invloed van de procesparameters (o.a. druk, temperatuur)
- Vertakkingen
- Lengte van vertakkingen
- Molecuulgewicht (lengte)
– En daarmee: sterkte, stijfheid, viscositeit, enz.
Basistypen:
–
2
, Eigenschappen afhankelijk van:
– Bindingen
• In molecuul (covalente bindingen)
• Tussen moleculen (vanderwaalskrachten, dipoolmomenten,
waterstofbruggen, verknopingen
– vertakkingen of vernette structuur (3D)
Daarom thermoharders sterker dan thermoplasten
– Temperatuur
– Toevoegingen
• Weekmakers
• Vulmiddelen
Ketenstructuur
vertakte ketens crosslinks (3D)
lineair ketens
Ketenverstijving
Door Substituentgroepen,
bijvoorbeeld polystyreen: sterk, stijf, maar bros (denk aan wegwerpbestek)
(vervangen H-atoom)
‑ Verminderde beweeglijkheid keten
‑ Sterische verhindering (Het betekent altijd dat er door het volume van bepaalde delen van
een molecuul andere stukken van het molecuul zich niet vrij kunnen gedragen.)
3
, een kunststof moet een bepaalde mate van symmetrie in de structuur hebben om kristallijn te
kunnen zijn.
Amorf kristallijn
• De amorfe toestand van een kunststof is ongeordend en is vergelijkbaar met een vloeistof.
• Hierdoor heeft een amorfe kunststof geen smeltpunt maar een glaspunt!
Een kunststof wordt na Tg nooit in één keer vloeibaar maar de stijfheid zal eerst aanzienlijk afnemen
en daarna verder wegzakken. Dit is afhankelijk van de chemische structuur! (bijv. de gem. molmassa)
–Amorfe Thermoplasten gaan bij afkoeling van:
Vloeistof (Tm) → Rubber →Glas (Tg)
–Kristallijne kunststoffen (ABCF) gaan bij afkoeling van:
Vloeibaar →Kristallijn
–Tg < Tm
–Bij hogere ketenstijfheid → hogere Tg
4
